【手続補正書】
【提出日】平成17年12月26日(2005.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】    電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】  発電要素を収容する金属製の電池ケースに電解液を注入するための注液口を形成した電池において、
電池ケースの外側から注液口を覆うようにシート材を接着又は粘着させると共に、
電池ケースの外側からこのシート材を覆うように金属製の平板状注液栓を配置し、この平板状注液栓の周囲を電池ケースに溶接することにより封口したことを特徴とする電池。
【請求項２】  前記電池ケースの外面に凹部が形成され、平板状注液口がこの凹部のほぼ中央に開口して形成したものであり、平板状注液栓がこの凹部に嵌合する形状の金属板であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池ケース内に電解液を注入するための注液口を注液栓で塞ぎ封口する非水電解質電池等の電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車用の大型大容量の非水電解質二次電池は、例えば図４に示すように、ステンレス鋼製の方形箱型のケース本体１の上面開口部を同じステンレス鋼製の方形の蓋板２で覆い密閉することにより電池ケースを構成している。非水電解質二次電池の図示しない発電要素は、この電池ケースのケース本体１内に収容される。また、この発電要素の正負極には正極端子３と負極端子４が接続され、これらの正極端子３と負極端子４の上端部がそれぞれ蓋板２の両側に開口された貫通孔を通して絶縁封止された状態で外部に突出するようになっている。
【０００３】
上記構成の従来の非水電解質二次電池は、電池ケースの内部に電解液を注入するために、例えば図５に示すように、蓋板２の中央部に注液口２ａを形成している。この注液口２ａは、蓋板２の凹部２ｂの中央に開口している。凹部２ｂは、蓋板２の中央部に形成された円形の座ぐりであり、図６に示すように、板厚のほぼ半分の深さまで窪んで形成されている。注液口２ａは、この凹部２ｂの底面の中央に開口した、凹部２ｂよりは十分に径の小さい円形の貫通孔である。
【０００４】
この非水電解質二次電池は、上記蓋板２をケース本体１の上端開口部に嵌め込んで周囲の接合部を溶接することにより封止した後に、この蓋板２の注液口２ａから電解液を注入する。そして、蓋板２の凹部２ｂにこれよりわずかに径の小さい円形のステンレス鋼製の注液栓５を嵌合させて周囲を溶接することにより注液口２ａを封口していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、非水電解質二次電池の電解液は、揮発性の有機溶媒を用いるので、この溶媒が常温でも気化し易く、熱を受けると盛んに蒸発するようになる。
【０００６】
このため、従来の非水電解質二次電池は、蓋板２の凹部２ｂに注液栓５を嵌め込んで溶接を行うと、元々蒸発していた溶媒やこの溶接の際の熱によって蒸発した溶媒が接合部に付着して溶接不良を起こしたり、溶接の火が蒸発した溶媒に点火して発火するおそれがあるという問題が生じていた。
【０００７】
また、この問題は、上記非水電解質二次電池や一次電池の非水電解質電池のように非水電解液を用いるものに限らず、水溶液電解液を用いた一般の電池の場合でも同様である。即ち、水溶液電解液の場合にも溶媒の水が蒸発するので、この水分により溶接不良を起こすおそれがあるという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、注液口を注液栓で封口する前にシート材で塞いでおくことにより、電解液が蒸発して溶接の不良や発火が起きるのを防止することができる電池を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発電要素を収容する金属製の電池ケースに電解液を注入するための注液口を形成した電池において、電池ケースの外側から注液口を覆うようにシート材を接着又は粘着させると共に、電池ケースの外側からこのシート材を覆うように金属製の平板状注液栓を配置し、この平板状注液栓の周囲を電池ケースに溶接することにより封口したことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、注液口がシート材で覆われるので、電池ケース内部に注入された電解液が蒸発して平板状注液栓の接合部に付着するようなことがなくなり、この電解液の付着による注液栓の溶接不良を防止することができる。また、電解液が発火性のものであっても、シート材がこの電解液の蒸発を防ぐので、平板状注液栓の溶接の際に引火するようなおそれがなくなる。特に、平板状注液栓の溶接の際にはシート材が注液口を確実に塞ぐので、この溶接の熱による蒸発を確実に防ぐことができる。また、電解液の注液直後にシート材を貼り付けておけば、この電解液の常温での蒸発も防ぐことができる。
【００１１】
発電要素を収容する金属製の電池ケ−スに電解液を注入するための注液口を形成した電池において、電池ケ−スの外側から注液口を覆うかまたは囲むように薄い弾性部材を配置し、電池ケ−スの外側からこのシ−ト材を覆うように金属製の平板状注液栓を配置し、この平板状注液栓の周囲を電池ケ−スに溶接することもできる。
【００１２】
上記によれば、注液口は、シ−ト材によって仮に封口されるので、電池ケ−ス内部の電解液が蒸発して、この注入口から外部に漏れ出すようなことがなくなる。
【００１３】
請求項２の発明は、前記電池ケースの外面に凹部が形成され、平板状注液口がこの凹部のほぼ中央に開口して形成したものであり、平板状注液栓がこの凹部に嵌合する形状の金属板であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、注液口を封口する平板状注液栓が凹部に嵌入するので、この注液栓が電池ケースから突出して邪魔になるようなことがなくなる。
【００１５】
前記シート材は、合成樹脂製のシートの裏面に粘着剤を塗布したものとすることができる。
【００１６】
上記によれば、粘着剤が塗布された合成樹脂製のシート材を注液口に貼り付けるだけで、容易に電解液の蒸発を防ぐことができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は注液栓組み付け時の非水電解質二次電池の全体斜視図、図２は蓋板の注液口付近の部分拡大縦断面図、図３は蓋板の注液口付近の他の構成を示す部分拡大縦断面図である。なお、図４〜図６に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１９】
本実施形態は、従来例と同様の電気自動車用の大型大容量の非水電解質二次電池について説明する。この非水電解質二次電池は、図１に示すように、ステンレス鋼製の方形箱型のケース本体１の上面開口部を同じステンレス鋼製の方形の蓋板２で覆い密閉することにより電池ケースを構成している。また、この電池ケース内に収納された図示しない発電要素に接続される正極端子３と負極端子４も、上端部を蓋板２の両側から外部に突出するようになっている。正極端子３は、上端部に雄ねじを形成したアルミニウム製の接続部品であり、負極端子４は、上端部に雄ねじを形成した銅製の接続部品である。これらの正極端子３と負極端子４は、それぞれＯリングやエポキシ樹脂製の絶縁材を介して蓋板２の貫通孔に取り付ける共に、上方に突出した雄ねじにナットを螺着させることにより、蓋板２に絶縁して封止固定されるようになっている。
【００２０】
上記蓋板２には、従来例と同様に、凹部２ｂと注液口２ａが形成されている。凹部２ｂは、蓋板２の中央部に形成された円形の座ぐりであり、図２に示すように、板厚のほぼ半分の深さまで窪んで形成されている。なお、この凹部２ｂは、図５及び図６に示した従来例のものよりも大きな径に形成するのが好ましい。注液口２ａは、この凹部２ｂの中央に開口した円形の貫通孔であり、凹部２ｂよりは十分に径の小さい従来例と同様に大きさのものでよい。
【００２１】
上記非水電解質二次電池は、蓋板２とケース本体１を溶接により接合し封止した後に、この蓋板２の注液口２ａから電解液を注入する。非水電解質二次電池の電解液は、揮発性の有機溶媒に電解質を加えたものであるため、常温でもこの溶媒が気化し易く、熱を受けると盛んに蒸発するようになる。
【００２２】
電解液の注入が完了すると、まずこの注液口２ａをシート材６で塞ぐ。シート材６は、ポリイミド樹脂等の耐熱性のある合成樹脂製の円形のシ−ト（暑さは、例えば１００μｍ）の裏面に粘着剤を塗布したものである。なお、シ−トの材質としては、耐溶媒性、耐熱性を有しているもき、耐熱性に関しては、好ましくは４００°Ｃ以上、より好ましくは５００°Ｃ程度の温度まで耐熱性を有するものが良い。また、このシ−ト材６は、注液口２ａよりは十分に大きく、凹部２ｂよりは十分に小さい径のものを用いる。このシ−ト材６は、粘着剤を塗布した裏面を下にして蓋板２の上方から凹部２ｂの底面中央部に貼り付けることにより、注液口２ａを覆い塞ぐ。従って、注液口２ａは、シ−ト剤６によって仮に封口されるので、電池ケ−ス内部の電解液が蒸発して、この注液口２ａから外部に漏れ出すようなことがなくなる。なお、シート材６やこの裏面の粘着剤は、電解液に直接触れるので、この電解液に溶融して悪影響を与えないようなものを用いる必要があり、例えば、シリコン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ブチルゴム系粘着剤を用いるのが好ましい。また、シ−ト剤６は弾性を有するある程度の厚みを有するシ−トで構成することもでき、この場合、平板状注液栓５が浮き上がって溶接を阻害しない程度の薄いものにし、溶接は平板状注液栓５を押さえつけながら行う。また、このような弾性体部材で構成する場合には、粘着剤や接着剤を塗布する必要はなく、また、注液口２ａの回りを囲っておれば、内部に穴が空いているもの（極端な例は円環状リング）でも良い。
【００２３】
上記のようにして注液口２ａがシート材６で塞がれると、蓋板２の凹部２ｂに平板状注液栓５を嵌め込んで周囲を溶接する。平板状注液栓５は、凹部２ｂよりもわずかに径が小さく、この凹部２ｂの深さとほぼ同じ厚さの円形のステンレス鋼板である。従って、この平板状注液栓５を凹部２ｂに嵌め込むと、凹部２ｂの窪みに隙間なく嵌合し、蓋板２の上面とも面一となる。そして、この平板状注液栓５の周囲をレーザ溶接等によって全周にわたって溶接して凹部２ｂの外縁部に溶着させることにより、凹部２ｂの底面に開口する注液口２ａを封口する。
【００２４】
上記平板状注液栓５の溶接の際には、この溶接の熱が蓋板２を通して電池ケースの内部に伝わり、電解液の蒸発が盛んになる。しかし、前述のように、注液口２ａはシート材６によって仮に封口されているので、この電解液の蒸気が注液口２ａから外部に漏れ出すようなことがない。シート材６は、この溶接の熱を受けて仮に封口が剥がれるようなことのないように、ある程度の耐熱性が必要となる。ただし、平板状注液栓５の溶接後には、このシート材６が剥がれても、電解液が外部に漏れ出すような心配はない。
【００２５】
上記構成の非水電解質二次電池によれば、平板状注液栓５の溶接の際に、注液口２ａがシート材６によって封口されるので、電池ケース内部の電解液が蒸発してこの注液口２ａから漏れ出すようなおそれがなくなる。このため、電解液の蒸気が平板状注液栓５と凹部２ｂの接合部に付着して溶接が不良になるようなおそれがなくなると共に、この電解液の蒸気が溶接によって発火するようなおそれもなくなる。特に、電解液を注入した直後にシート材６を貼り付けるようにすれば、溶接時のみならず常温で気化した電解液が凹部２ｂの底面等に付着するのを防止できるので、溶接不良を確実に防止できるようになる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、シート材６として合成樹脂製のシートを用いたが、これに限らず任意の材質のシートを用いることができる。例えば金属箔を用いた場合には、合成樹脂に比べて確実な耐熱性を得ることができる。また、このシート材６は、予め裏面に粘着剤を塗布したものを用いたが、注液口２ａを塞ぐ際にこのシート材６や凹部２ｂの底面に粘着剤や接着剤を塗布するようにしてもよい。ただし、合成樹脂製のシート材６は、適度な柔軟性を有するので、取り扱い易くなり、予め粘着剤が塗布されていれば、貼り付け作業が容易となる。
【００２７】
さらに、上記実施形態では、円形のシート材６を用いたが、この形状は任意である。また、長尺なテープ状のシート材６を貼り付け時に順次切断して用いるようにしてもよい。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、平板状注液栓５を蓋板２の凹部２ｂに嵌め込んで溶接する場合について説明したが、この凹部２ｂを形成せずに、例えば図３に示すように、蓋板２に直接注液口２ａを開口し、これをシート材６で塞いだ後に平板状注液栓５を押し当てて溶接するようにしてもよい。
【００２９】
さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池について説明したが、一次電池の非水電解質電池にも同様に実施することができる。また、水溶液電解液を用いた電池にも同様に実施可能である。ただし、水溶液電解液の水分は、非水電解液の有機溶媒に比べて蒸発し難い。しかも、この水分が蒸発しても、溶接の熱で発火するようなおそれはない。さらに、電池ケースや平板状注液栓５の形状や材質についても、上記実施形態には限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池によれば、電解液が蒸発して注液口から出るのをシート材が防ぐので、平板状注液栓の溶接不良を防止することができる。また、電解液が発火性である場合にも、溶接の火が引火するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態を示すものであって、注液栓組み付け時の非水電解質二次電池の全体斜視図である。
【図２】
本発明の一実施形態を示すものであって、蓋板の注液口付近の部分拡大縦断面図である。
【図３】
本発明の一実施形態を示すものであって、蓋板の注液口付近の他の構成を示す部分拡大縦断面図である。
【図４】
従来例を示すものであって、非水電解質二次電池の全体斜視図である。
【図５】
従来例を示すものであって、注液栓組み付け時の非水電解質二次電池の全体斜視図である。
【図６】
従来例を示すものであって、蓋板の注液口付近の部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
２    蓋板
２ａ  注液口
２ｂ  凹部
５    平板状注液栓
６    シート材